A kromatográfia egy olyan elválasztási technika, amelyben az anyagokat két jelen lévő fázishoz való affinitásuk szerint választják el a módszerben: egy fix fázis, úgynevezett stacionárius, és egy másik mozgó fázis, amely egy adott pontra áramlik a rendszerben rendszer. Egy ilyen széles körben alkalmazott technika lehetővé teszi a kórokozók azonosítását és elkülönítését is anyagokat jelen van keverék.
Ennek a technikának alapvetően két típusa van: vékony rétegben és oszlopban. Az oszlopkromatográfián belül vannak olyan modernebb technikák, mint a nagy teljesítményű folyadékkromatográfia (Clae) és a gázkromatográfia. Mindkettőt széles körben használták elválasztási módszerek és alkatrész azonosítás a vegyiparban.
Olvasd el te is: Szűrés, szellőztetés és mágnesezés – technikák heterogén keverékek szétválasztására
A cikk témái
- 1 - Összefoglalás a kromatográfiáról
- 2 - Mire használják a kromatográfiát?
- 3 – Hogyan történik a kromatográfia?
-
4 - A kromatográfia típusai
- vékonyréteg-kromatográfia
- oszlopkromatográfia
- 5 - Megoldott gyakorlatok a kromatográfiával kapcsolatban
Összegzés a kromatográfiáról
A kromatográfia a keverékek elválasztásának olyan fizikai módszere, amelyben a komponensek egy fix fázisban és egy másik mozgó fázisban vannak elrendezve, amely egy meghatározott pontra irányul.
A kromatográfia rögzített fázisát állófázisnak nevezzük.
A kromatográfia a komponensek szétválasztása mellett lehetővé teszi a keverék komponenseinek elkülönítését és azonosítását.
Az elválasztáshoz a mozgó fázisnak érintkezésbe kell kerülnie az állófázissal. Ily módon a komponensek az egyes fázisokhoz való affinitásuk szerint különülnek el.
Alapvetően kétféle kromatográfia létezik: vékonyréteg- és oszlopkromatográfia.
Az oszlopkromatográfiának lehet folyékony vagy gáz halmazállapotú mozgófázisa.
Mire használják a kromatográfiát?
A kromatográfia a keverékek elválasztásának fizikai módszere amelyben a szétválasztandó komponensek két különálló fázisban vannak elosztva, amelyek közül az egyiket stacionernek (fix), a másikat mobilnak nevezzük, amely meghatározott irányban fog mozogni. Az előzőleg összekevert anyagok ezeken a fázisokon keresztül oszlanak el, bizonyítva az elválasztást.
ezt a technikát nem csak a keverék összetevőinek elkülönítését, hanem elkülönítését is lehetővé teszi és sokszor azonosítja a keverékhez tartozó összetevőket. Előfordul, hogy a kromatográfiával végzett elválasztás más módszerrel nem hajtható végre, ezért széles körben elterjedt technikaként mutatkozik be a kutatás számos ágában. tudomány.
Ne hagyd abba most... A nyilvánosság után van még valami ;)
Hogyan történik a kromatográfia?
Bár sokféle kromatográfia létezik, minden kromatográfiás technika az a szelektív megtartás elve alapján. Ebben az esetben a keveréket az állófázisra visszük fel, majd ezt követően helyezzük el a mozgó fázist. Amikor érintkezik, a mozgófázis magával ragadja az összetevőket, és a keverékben lévő anyagoknak az állófázishoz való eltérő affinitása miatt elkülönülés jön létre. Ez azt jelenti, hogy a keverék azon komponensei, amelyek nagyobb affinitást mutatnak a mozgófázissal, ezt hordozzák nagyobb mobilitású, míg a mozgékony fázishoz kisebb affinitásúaknak alacsony lesz mobilitás.
A fenti képen a mozgófázis egy folyékony oldószerből áll, amely kapillárissal felemelkedik egy olyan szerepbe, amely az állófázis szerepét tölti be. A minta az oldószerrel való kölcsönhatás után elválik. Minél többet halad át az alkatrész, annál nagyobb a kölcsönhatása a mozgófázissal.
Az állófázis állhat szilárd anyagból vagy szilárd anyagban vagy gélben rögzített folyadékból, lehetővé teszi az oszlopba töltést, vagy filmben, üvegben vagy a penge. A mozgófázis egy folyadékból áll, amely lehet folyékony vagy gáznemű.
Olvass te is: Mágneses elválasztás, egyszerű desztilláció és bepárlás – technikák az összetevők elkülönítésére
A kromatográfia típusai
Alapvetően, A kromatográfiának két típusa van: Vékonyréteg-kromatográfia (TLC) és oszlopkromatográfia. Az alábbiakban mindkettőről további részletek találhatók.
vékonyréteg-kromatográfia
Planáris kromatográfiának is nevezik, Ebben az üzemmódban az állófázis egy sík felületen adszorbeálódik.. Előnyei közé tartozik az alacsony költség, a szétválasztás gyorsasága, valamint a könnyű ismétlés, végrehajtás és megértés.
Általában az állófázis egy poláris adszorbensből áll (például szilícium-dioxid, alumínium-oxid, cellulóz és poliamid), amely egy lemez (leggyakrabban üveg) felületéhez tapad. Azonban már forgalomba kerülnek a kész lemezek, amelyekben az adszorbens anyagot más anyagokhoz, mint pl. alumínium, ami egyenletesebb, eltérő vastagságú anyagot eredményez, ami kielégítőbb elválasztást biztosít.
Mivel az állófázis poláris jellegű, érdekes, hogy a mozgófázis antagonista jellegű, azaz nem poláris vagy nagyon kevés poláris. A mozgófázis kiválasztása azonban nem túl egyszerű, ezért a korábbi elemzések során a komponensek jó szétválasztása szükséges.
Az alábbiakban egy vékonyréteg-kromatográfia eredményét láthatjuk. Figyelje meg a különálló alkatrészeket az alaplapon. Az, amelyik rövidebb utat tett meg, nagyobb affinitást mutat az állófázishoz.
oszlopkromatográfia
Ebben az esetben, az állófázis egy hengeres csőbe kerül. A cső átmérője a szétválasztás során alkalmazandó technikai szigorúságtól függ. A mozgó fázis, más néven eluens, áthalad az állófázison, és lehet folyékony vagy gáz halmazállapotú. Az oszlop elhagyásakor az eluenst eluátumnak nevezzük.
Ennél a technikánál a mintát az oszlop tetejére visszük fel. A mozgófázis kétféleképpen helyezhető el: pasztát képezve az állófázissal, amely ún nedves oszloptöltés, vagy közvetlen felhordás a mintára, amelyet nedves oszloptöltésnek neveznek. száraz módon. Az első komponens, amely az oszlop alját éri el (amelyik először eluálódik), az, amelyik a legnagyobb affinitással rendelkezik a mozgófázishoz.
Folyékony eluenssel végzett oszlopkromatográfián belül, létezik az úgynevezett nagy teljesítményű folyadékkromatográfia (Clae vagy HPLC, ami az angolból származik nagy teljesítményű folyadékkromatográfia). A Clae-nál fémoszlopokat használnak a magasak mellett nyomások a mozgófázisról és hőmérsékletek valamivel a környezeti hőmérséklet felett. Az utóbbi időben Clae készülékét tömegspektrométerekkel kapcsolták össze. Az ilyen spektrométerek feladata a kromatográfiás elválasztás megbízhatóságának növelése, mivel lehetővé teszik a szétválasztott anyagok azonosságának megerősítését a mennyiségi meghatározásán túl.
Az anyagok kromatográfiás azonosítása nehezebb volt tömegspektrométer használata nélkül, mivel ezt meg is tették alapvetően a retenciós időt figyelembe véve valami, ami nem specifikus egy vegyületre (más vegyületeknek is lehet ugyanilyen ideje visszatartás).
Lásd alább a Clae készüléket. A fenti palackok a mozgó fázisból állnak. Az alábbi szinteken található a nagynyomású szivattyú és az állófázisú oszlop. A végén van egy detektor.
A gázkromatográfiában (GC) a gáz inert húzás, mint a nemesgáz vagy nitrogén, mint mozgófázis. Az állófázis lehet szilárd vagy nem illékony folyadék. A szétválasztandó komponensek illékony gázokból vagy folyadékokból állnak.
Az oszlop egy kapilláris, átmérője kisebb, mint 1 milliméter, de hosszú, 25-30 méteres tartományban. A A technika lehetővé teszi több tucat anyag elkülönítését ugyanabból a mintából. A Clae-hoz hasonlóan az is gyakori, hogy tömegspektrométert GC-eszközhöz kapcsolnak.
Az alábbiakban egy gázkromatográfiás berendezés háromdimenziós ábrázolása látható. A vivőgáz a hengerben van, miközben a mintát a fecskendőn keresztül fecskendezik be. A tekercselt zöld cső egy oszlopból áll, amely egy detektorhoz van csatlakoztatva.
Kromatográfiával kapcsolatos feladatokat oldott meg
1. kérdés
(Uerj 2018) A kromatográfia szerves anyagok elválasztására szolgáló technika molekuláik polaritása révén. Tegyük fel, hogy egy természetes festéket elemeztek ezzel a technikával, és annak összetétele a következő anyagokat tartalmazza:
A kromatográfiás elválasztás után a festékmolekulákat két szakaszra osztottuk: az elsőben a poláris csoportokkal rendelkező molekulákat azonosították; a másodikban a nempoláris molekula.
A második fázisban jelen lévő anyagot a következők jelzik:
(OTT
(B)II
(C)III
(D) IV
Válasz: A betű.
A nem poláris molekula az, amelyikben a legkevesebb atomok vagy nagyon elektronegatív atomokkal rendelkező csoportok. Ebben az esetben ennek a kritériumnak a legjobban megfelelõ molekula az I. molekula.
2. kérdés
(Enem 2017) A papírkromatográfia egy olyan elválasztási módszer, amely két nem elegyedő fázis közötti keverék komponenseinek differenciális migrációján alapul. A mintakomponensek az állófázis és a papíron mozgó mozgófázis között különülnek el. Az állófázis gyakorlatilag tiszta cellulózból áll, amely akár 22% vizet is képes felszívni. Ez az abszorbeált víz, amely folyékony állófázisként működik, és kölcsönhatásba lép a mozgó, szintén folyékony fázissal (folyadék-folyadék partíció). Az állófázissal erősebb intermolekuláris kölcsönhatásokat kialakítani képes komponensek lassabban vándorolnak.
A paprikából nyert növényi kivonat komponenseinek elválasztásánál mozgófázisként hexán és 5 térfogatszázalék aceton keverékét használtuk. Tegyük fel, hogy ez a kivonat tartalmazza az ábrázolt anyagokat.
RIBEIRO, N. M.; NUNES, C. R. Paprika pigmentek elemzése papírkromatográfiával. Új kémia az iskolában, n. augusztus 29. 2008 (kiigazított).
A keverékben a leglassabban migráló anyag: (a)
A) likopin.
B) α-karotin.
C) γ-karotin.
D) kapszorubin.
E) α-kriptoxantin.
Válasz: D betű.
Az a molekula, amely nagyobb kölcsönhatásban van a cellulózzal (stacionárius fázis és poláris karakter, mivel 22% vizet tartalmaz), lassabban vándorol. Így a molekulák közül a legnagyobb poláris karakterű a kapsorubin, mivel több atomja vagy atomcsoportja van elektronegativitás.
Írta: Stefano Araujo Novais
Kémia tanár
Nézze meg, hogyan működik a frakcionált desztilláció, és milyen berendezéseket használnak.
Nézze meg, hogyan nyerik az úgynevezett illóolajokat a keverékek elválasztásának módszerével, amelyet gőzdesztillációnak neveznek!
Kattintson és ellenőrizze a frakcionált fúzió és a frakcionált megszilárdulás jellemzőit.
Homogén keverékek szétválasztása, frakcionált desztilláció, egyszerű desztilláció, kondenzátor, lepárló lombik, petrolkémiai ipar, kőolajszármazékok, alembic.
Ide kattintva megtudhatja, hogy milyen típusú keverékekben alkalmazunk mágneses elválasztást, egyszerű desztillációt és bepárlást, valamint az egyes folyamatokhoz használt berendezéseket.
